JP2012013778A

JP2012013778A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2012013778A
Application number: JP2010147812A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Shinohara; 隆之篠原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-01-19

Abstract

【課題】温度等の影響により可動範囲が所定範囲の外部に設定された場合であっても、像ブレの補正制御に不具合を発生させることを防ぐ。
【解決手段】撮像装置は、撮像素子の撮像面上における被写体の像のブレを補正する補正手段１５１と、ブレ量を検出するブレ検出手段１５２と、補正手段１５１の最大移動範囲を制限する制限部材と、補正手段１５１の位置を検出し、検出信号を出力する位置検出手段１５４と、所定範囲内で補正手段１５１を、ブレを補正するために駆動する駆動手段１５３と、所定範囲のうち、最大移動範囲の外部に位置する外部領域が存在するか否かを判定する判定手段７１と、外部領域が存在すると判定された場合には、所定範囲を補正して、新たな所定範囲を設定する範囲制御手段７１とを備え、駆動手段１５３は、新たな所定範囲が設定された場合には、新たな所定範囲内で補正手段１５１を、ブレを補正するために駆動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

従来から、メカ的な制限である所定範囲の内部に設定された可動範囲で補正レンズを移動させることにより手振れにより発生する像ブレを補正するカメラが知られている（たとえば特許文献１）。

特開平９−８０５５９号公報

しかしながら、温度等の影響により可動範囲が所定範囲の外部に設定された場合には、像ブレの補正制御に不具合が発生するという問題がある。

請求項１に記載の発明による撮像装置は、撮影光学系の光軸に交わる面内で変位するブレ補正光学系および撮像素子の少なくとも一方を含み、撮像素子の撮像面上における被写体の像のブレを補正する補正手段と、ブレ量を検出するブレ検出手段と、補正手段の最大移動範囲を制限する制限部材と、補正手段の位置を検出し、検出信号を出力する位置検出手段と、位置検出手段により出力された検出信号によって規定される所定範囲内で、補正手段を、ブレを補正するために駆動する駆動手段と、所定範囲のうち、最大移動範囲の外部に位置する外部領域が存在するか否かを判定する判定手段と、判定手段によって外部領域が存在すると判定された場合には、所定範囲を補正して、新たな所定範囲を設定する範囲制御手段とを備え、駆動手段は、範囲制御手段により新たな所定範囲が設定された場合には、新たな所定範囲内で補正手段を、ブレを補正するために駆動させることを特徴とする。

本発明によれば、外部領域が存在する場合には、所定範囲を補正して新たな所定範囲を設定するので、ブレを補正するための動作を継続することができる。

本発明の実施の形態によるカメラの要部構成を説明するブロック図シフトレンズの移動範囲を説明する図シフトレンズの位置と駆動力との関係を説明する図実施の形態によるカメラの動作を説明するフローチャート第１の実施の形態によるカメラの動作を説明するフローチャート第１の実施の形態の変形例におけるシフトレンズの位置と駆動力との関係を説明する図シフトレンズの位置と制御誤差との関係を説明する図第２の実施の形態によるカメラの動作を説明する図変形例における新たなソフトリミットの設定方法の一例を説明する図

−第１の実施の形態−
図面を用いて、本発明の第１の実施の形態による撮像装置について説明する。
図１は実施の形態のカメラの回路構成を示すブロック図である。カメラ１は、ズームレンズや焦点調節レンズ、その他の結像レンズにより構成される撮影レンズ２、撮像素子６、制御回路７、メモリ８、ブレ補正装置１５、ＬＣＤ駆動回路１６、液晶モニタ１７、操作部１８を備える。撮像素子６は、複数の光電変換素子を備えたＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサによって構成される。撮像素子６は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号（撮像信号）に変換して、制御回路７へ出力する。

制御回路７は、図示しないＣＰＵとメモリ等の周辺回路から構成され、種々の処理や制御を行う。たとえば、制御回路７は、撮像素子６から入力した撮像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して画像データを生成する。そして、制御回路７は、生成した画像データに対して各種の画像処理を施した後、ＪＰＥＧ等の圧縮処理を施し、たとえばＥＸＩＦ形式の画像ファイルを生成する。制御回路７は、生成した画像ファイルを、たとえばメモリカード等の不揮発性の記録媒体に記録する。また、制御回路７は、ブレ補正制御部７１を機能的に備える。ブレ補正制御部７１の詳細については、説明を後述する。

メモリ８は、画像処理、画像圧縮処理および表示用画像データ作成処理の途中や処理後のデータを一時的に格納するために使用される。表示用画像データは、撮像素子６からの出力に基づいて、制御回路７が生成した画像データ、もしくは記録媒体に記録されている画像データに基づいて、制御回路７により生成される。生成された表示用画像データは、制御回路７によりメモリ８に格納された後、後述するＬＣＤ駆動回路１６へ出力される。

操作部材１８は、レリーズボタン、電源ボタン、モードダイヤル、ズームボタン、カメラ１の各種の機能を設定するための設定メニュー画面の表示切換スイッチ、設定メニュー決定ボタンなどを含む。モードダイヤルは動作モードの設定操作を行う際に用いられる。本実施の形態のカメラ１は、動作モードとして、たとえば静止画撮影モードや動画撮影モード等を含む撮影モード、および再生モードなどを有している。操作部材１８は、ユーザの操作に応じて操作信号を制御回路７へ出力する。制御回路７は、操作信号を入力すると、カメラ１の動作を設定内容に基づいて制御する。

ＬＣＤ駆動回路１６は制御回路７の制御信号に基づいて、液晶モニタ１７を駆動し、液晶モニタ１７に画像を表示する。液晶モニタ１７はアスペクト比が、たとえば縦３：横４の液晶表示パネルである。液晶モニタ１７は、撮像素子６で撮像した画像をリアルタイムに表示するライブビュー表示とともに、記録媒体に記録されている画像データに基づいて制御回路７で作成された表示画像データに対応する画像の表示を行う。また、液晶モニタ１７は、カメラ１の各種設定メニュー画面などが表示される。メニュー画面に表示される設定内容として、たとえば手ブレ補正モードのオン／オフの設定等がある。上記内容については、ユーザが操作部材１８に含まれる設定メニュー決定ボタンを操作することにより設定可能に構成されている。

ブレ補正装置１５は、シフトレンズ１５１、ブレ検出センサ１５２、アクチュエータ１５３、および位置検出センサ１５４を備える。シフトレンズ１５１は、アクチュエータ１５３による駆動力に応じて、たとえばボールベアリングなどにより撮像素子６の撮像面と平行な面内、すなわち光軸と交差（直交）する平面（移動平面）内で移動可能となるように設けられる。このシフトレンズ１５１は、移動平面内におけるシフトレンズ１５１の位置に応じて向心力が働くバネ等の部材により保持されている。シフトレンズ１５１の移動により、撮影レンズ２を通過した被写体光は、振れを打ち消す方向に屈折される。その結果、カメラ１本体の振れによる光学像のブレが補正される。

図２に、シフトレンズ１５１が上記の移動平面内で移動可能な範囲を模式的に示す。図２の符号Ａで示す駆動制限部材の内壁面で規定される範囲によって、シフトレンズ１５１の最大移動範囲が制限される。そして、シフトレンズ１５１は、駆動制限部材の内部の中央部付近に予め設定された、符号Ｂで示す所定の範囲内をブレ補正のために駆動する。なお、図２においては、シフトレンズ１５１が駆動範囲の中央（原点）に位置している状態を示す。さらに、図２では、図の水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸として示している。以後の説明においては、符号Ａの内側の範囲をメカリミット、符号Ｂでの内側の範囲をソフトリミットと呼ぶ。

ブレ検出センサ１５２は、たとえば角速度センサ、ジャイロセンサなどで構成され、撮影時にカメラ１に発生する振れをピッチングとヨーイングに分解して検出する。ブレ検出センサ１５２で検出されたピッチング値とヨーイング値をブレ検出値として制御回路７に出力する。

アクチュエータ１５３は、たとえば、コイル、磁石、およびヨークを有するボイスコイルモータである。アクチュエータ１５３は、後述するように、制御回路７のブレ補正制御部７１により印加される電圧に応じて駆動力を発生して、シフトレンズ１５１を移動させる。位置検出センサ１５４は、たとえば、磁石および磁気検出素子を有する磁気センサであり、シフトレンズ１５１の位置を検出して、位置検出信号としてブレ補正制御部７１へ出力する。すなわち、位置検出センサ１５３は、ソフトリミットＢ内でシフトレンズ１５１が占有する位置を検出する。たとえば、図２（ａ）のｘ軸方向において、位置検出センサ１５４から位置検出信号として１０[V]、０[V]、−１０[V]が出力された場合には、シフトレンズ１５１はそれぞれ「ｘｓ」、「０（原点）」、「ｘｓ−」の位置に存在することになる。換言すると、位置検出センサ１５３から出力される位置検出信号は、ソフトリミットＢの位置や大きさを規定する。

ブレ補正制御部７１は、ブレ検出センサ１５２から入力したブレ検出値を、所定の制御周期ごとのタイミングで量子化した後、ＬＰＦ演算を行って振れ量を算出する。振れ量が算出されると、ブレ補正制御部７１は、算出した振れ量に基づいて、シフトレンズ１５１が光学像のブレを補正するための位置（目標位置）を算出する。

ブレ補正制御部７１は、制御周期のタイミングごとに、位置検出センサ１５４から入力した位置検出信号を用いて、シフトレンズ１５１の現在位置を算出する。シフトレンズ１５１の目標位置と現在位置が算出されると、ブレ補正制御部７１は、目標位置と現在位置とに基づいて、いわゆるＰＩＤ制御を行って、ブレ補正のためにアクチュエータ１５３がシフトレンズ１５１を移動させるため駆動力を算出する。このとき、ブレ補正制御部７１によって算出される駆動力は、ＰＩＤ制御におけるＰ項、Ｉ項およびＤ項の各項の総和により表される。そして、ブレ補正制御部７１は、駆動力に応じた電圧をアクチュエータ１５３へ印加する。なお、上述した設定メニュー画面上において、手ブレ補正モードがオフに設定されている場合は、ブレ補正制御部７１は、ブレ検出センサ１５２から入力したブレ検出値に基づいて算出した振れ量の値を０と見なす。その結果、ブレ補正制御部７１は、シフトレンズ１５１を所定位置（原点）に固定するように移動量を算出することになる。

さらに、ブレ補正制御部７１は、上記の制御周期のタイミングごとに、ソフトリミット判定処理を行う。ソフトリミット判定処理は、上記のソフトリミットＢがメカリミットＡの内部に収まっているか否かを判定する処理である。ブレ補正制御部７１は、ソフトリミットＢの一部でもメカリミットＡの外部にあると判定した場合には、ソフトリミットＢを補正して、ソフトリミットＢの全範囲をメカリミットＡの内部に収める。以下、ソフトリミット判定処理について詳細に説明する。

まず、ソフトリミット判定処理の必要性から説明する。
上述したように、ソフトリミットＢは、図２（ａ）に示すようにメカリミットＡの内部において、ｘ＝０、ｙ＝０（すなわち原点）とソフトリミットＢの中心とが一致するように設定されている。しかし、位置検出センサ１５４は温度特性を有しており、周囲の温度による影響を受けて位置検出信号に誤差が発生する。その結果、たとえば、図２（ａ）において、シフトレンズ１５１が「ｘｓ」、「０(原点)」の位置に存在しているにもかかわらず、位置検出センサ１５４から位置検出信号として０[V]、−１０[V]が出力される。この場合、図２（ｂ）に示すように、ソフトリミットＢの中心が原点からｘ軸方向にΔＶ[V](図２（ｂ）では１０[V])分オフセット（偏心）されることになる。そのため、ｘ軸方向にソフトリミットＢの一部がメカリミットＡの外部に存在することになる。図２（ｂ）では、メカリミットＡの外部に存在するソフトリミットＢの領域（外部領域）Ｃを斜線で示す。

さらに、位置検出センサ１５４が周囲の温度による影響を受けて感度が変化すると、ソフトリミットＢがメカリミットＡよりも大きくなる場合がある。この様子を、図２（ｃ）に模式的に示す。図２（ｃ）では、メカリミットＡの外部に存在するソフトリミットＢの外部領域Ｃを斜線で示す。

上記の図２（ｂ）、（ｃ）に示す外部領域Ｃが存在する場合には、シフトレンズ１５１によるブレ補正動作に悪影響が発生する。すなわち、シフトレンズ１５１が図２に示す位置ｘｍに位置し、ｘ軸の＋方向への移動が規制されている場合であっても、ソフトリミットＢのｘ軸＋方向の端部へ向けてシフトレンズ１５１を移動させるための駆動力がアクチュエータ１５３から出力され続けることになる。このような状態を防ぐために、ブレ補正制御部７１は、ソフトリミット判定処理を行う。ソフトリミット判定処理は、静止画の撮影に先だって行われるライブビューモードの時に、ブレ補正制御部７１により制御周期ごとに実行される。

ブレ補正制御部７１は、シフトレンズ１５１を移動させるために算出した駆動力を用いて、図２（ｂ）、（ｃ）に示す外部領域Ｃが存在しているか否かを判定する。そして、外部領域Ｃが存在する場合には、ブレ補正制御部７１は、ソフトリミットＢを補正して、ソフトリミットＢがメカリミットＡの内部に収まるようにする。すなわち、ブレ補正制御部７１は、外部領域Ｃを削除して新たなソフトリミットを設定する。

図３を用いて、ソフトリミットＢおよびシフトレンズ１５１の位置関係と、駆動力との関係を示す。図３（ａ）は、ソフトリミットＢがメカリミットＡの内部に存在する場合にシフトレンズ１５１がソフトリミットＢのｘ軸方向−側の端部（ｘ＝ｘｓ−）から＋側の端部（ｘ＝ｘｓ）まで位置する様子を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の場合における駆動力を示す。この場合、図３（ｂ）に示すように、シフトレンズ１５１のｘ軸方向の位置に比例して駆動力が大きくなる。

図３（ｃ）は、図２（ｂ）に示すようにソフトリミットＢの一部がメカリミットＡの外部に存在する、すなわち外部領域Ｃが存在する場合（ｘｓ＋ΔＶ＞ｘｍ）に、シフトレンズ１５１がソフトリミットＢのｘ軸方向−側の端部（ｘ＝（ｘｓ−）＋ΔＶ）からｘ軸方向に移動する様子を表している。また、図３（ｄ）は、図３（ｃ）の場合における駆動力を示す。シフトレンズ１５１がｘ＝（ｘｓ−）＋ΔＶからｘ＝ｘｍまで移動する場合には、図３（ｂ）の場合と同様に、シフトレンズ１５１のｘ軸方向の位置に比例して駆動力が大きくなる。

シフトレンズ１５１が図３（ｃ）のｘ＝ｘｍの位置、すなわちメカリミットＡの端部にまで移動すると、シフトレンズ１５１は、これ以上ｘ軸方向＋側に移動することができなくなる。ブレ補正制御部７１がブレ検出センサ１５２からの出力に基づいて算出した目標位置がｘ＝ｘｓ＋ΔＶのときには（図３（ｃ）の破線で示すシフトレンズ１５１の位置）、ブレ補正制御部７１は、シフトレンズ１５１を目標位置へ移動させるための駆動力を算出する。しかし、シフトレンズ１５１のｘ軸方向＋側への移動はメカリミットＡによって規制され、現在位置と目標位置との差が解消されない。そのため、ブレ補正制御部７１は、制御周期ごとにフードバックをかけてシフトレンズ１５１をさらに大きな駆動力で移動させようとする。その結果、図３（ｄ）に示すように、シフトレンズ１５１がｘ＝ｘｍに位置すると、駆動力が増大する。

ブレ補正制御部７１は、上記のようにして増大した駆動力が所定の閾値Ｔｈ１を超えてから所定の時間が経過したか否かを判定する。駆動力が所定の閾値Ｔｈ１を超えてから所定の時間が経過している場合には、ブレ補正制御部７１は、ソフトリミットＢから上述した外部領域Ｃを削除して、メカリミットＡの内側に収まる大きさを有する新たなソフトリミットＢ_１を設定する。その結果、図３（ｃ）の破線で示すようにソフトリミットＢ_１が新たに設定される。なお、閾値Ｔｈ１は、予め実験等により最適な値が設定され、所定のメモリに格納されているものとする。

ブレ補正制御部７１は、外部領域ＣをソフトリミットＢから削除するための削除量を、駆動力の傾き、すなわちＰＩＤ制御におけるＰ項を用いて算出する。駆動力の傾きは、位置検出センサ１５４が温度の影響を受けることによって、ソフトリミットＢがメカリミットＡの中心から偏心する量（偏心量）を表している。すなわち、駆動力の傾きが大きい場合には、ソフトリミットＢの偏心量が大きくなる。したがって、ブレ補正制御部７１は、ソフトリミットＢの偏心量を上述した削除量として算出する。この場合、ブレ補正制御部７１は、駆動力の傾きと偏心量との対応関係を表すテーブル等を予め所定の記憶領域に記憶しておき、このテーブルを参照して、算出した駆動力の傾きに対応する偏心量、すなわち削除量を算出する。

なお、上記の説明はブレ補正制御部７１によるｘ軸方向についての処理を中心に行ったが、ブレ補正制御部７１はｙ軸方向についても同様の処理を行う。その結果、ｘ軸方向およびｙ軸方向について、ブレ補正制御部７１はソフトリミットＢの大きさをメカリミットＡの内側に収めることができる。

図４および図５に示すフローチャートを用いて本実施の形態によるカメラ１の動作を説明する。図４および図５の処理は制御回路７でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、操作部材１８がユーザによって操作され、撮影モード（静止画撮影開始前のライブビューモード）が設定されると起動され、実行される。

図４のステップＳ１０１では、ソフトリミットＢを、図２（ａ）に示すようにメカリミットＡの内部において、ｘ＝０、ｙ＝０（すなわち原点）とソフトリミットＢの中心とが一致するように設定してステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２では、ライブビューモードによる液晶モニタ１７への画像表示を行い、ブレ検出センサ１５２により検出されたブレの量を打ち消すようにシフトレンズ１５１をブレ補正駆動させてステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３においては、制御周期か否かを判定する。制御周期の場合には、ステップＳ１０３が肯定判定されてステップＳ１０４へ進む。制御周期ではない場合には、ステップＳ１０３が否定判定されてステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０４では、ブレ検出センサ１５２により検出されたブレの量を打ち消すようにシフトレンズ１５１をブレ補正駆動させてステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、ソフトリミット判定処理を行ってステップＳ１０６へ進む。なお、ステップＳ１０６におけるソフトリミット判定処理については、図５を参照しながら説明を後述する。

ステップＳ１０６においては、ユーザにより操作部材１８が操作されて撮影開始が指示されたか否かを判定する。ユーザによるレリーズボタンの全押し操作に応じた操作信号を操作部材１８から入力した場合には、ステップＳ１０６が肯定判定されてステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では、撮影処理、すなわち撮像素子６から出力された画像信号に各種の画像処理を施して画像データを生成し、記録媒体に記録して処理を終了する。撮影開始が指示されていない場合には、ステップＳ１０６が否定判定されてステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８では、ユーザによる撮影モードの終了操作が行われたか否かを判定する。ユーザによる操作部材１８の操作に応じて、撮影モードの終了操作（たとえば再生モードの設定や電源オフ操作）が行われた場合には、ステップＳ１０８が肯定判定されて処理を終了する。撮影モードの終了操作が行われていない場合には、ステップＳ１０８が否定判定されてステップＳ１０２へ戻る。

次に、図５を参照しながら、図４のステップＳ１０５におけるソフトリミット判定処理における動作を説明する。
ステップＳ２０１では、駆動力が閾値Ｔｈ１を超えてから所定の時間が経過したか否かを判定する。駆動力が閾値Ｔｈ１を超えてから所定の時間が経過した場合にはステップＳ２０１が肯定判定されてステップＳ２０２へ進む。駆動力が閾値Ｔｈ１以下の場合、または駆動力が閾値Ｔｈ１を超えてから所定の時間が経過していない場合にはステップＳ２０１が否定判定されて処理を終了する。ステップＳ２０２においては、ソフトリミットＢの削除量を算出し、この削除量に応じて新たなソフトリミットＢ_１を設定して処理を終了する。

以上で説明した第１の実施の形態のカメラ１によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）シフトレンズ１５１は、撮影レンズ２の光軸に交わる面内で変位して、撮像素子６の撮像面上における被写体の像のブレを補正し、ブレ検出センサ１５４は、カメラ１のブレ量を検出する。メカリミットＡはシフトレンズ１５１の最大移動範囲を制限する。位置検出センサ１５４は、シフトレンズ１５１の位置を検出し、検出信号を出力する。アクチュエータ１５３は、位置検出センサ１５４により出力された検出信号によって規定される所定範囲であるソフトリミットＢ内で、シフトレンズ１５１をブレを補正するために駆動する。ブレ補正制御部７１は、ソフトリミットＢのうち、メカリミットＡの外部に位置する外部領域Ｃが存在するか否かを判定する。さらに、ブレ補正制御部７１は、外部領域Ｃが存在する場合には、ソフトリミットＢを補正して、新たなソフトリミットＢ_１を設定する。そして、アクチュエータ１５３は、新たなソフトリミットＢ_１が設定された場合には、新たなソフトリミットＢ_１内でシフトレンズ１５１を、ブレを補正するために駆動させるようにした。

従来の技術では、位置検出センサ１５４の温度特性により外部領域Ｃが存在するような場合では、カメラはブレ補正のための動作を中断させていた。しかしながら、本発明によるカメラ１では、位置検出センサ１５４の温度特性により検出信号の精度に影響がある場合であっても、ブレ補正のための動作を継続することができる。

さらに、外部領域Ｃが存在する場合には、新たなソフトリミットＢ_１を設定するので、初期設定時におけるソフトリミットＢの範囲を大きくして、より大きな像ブレの補正が可能となる。もしくは、メカリミットＡを従来のカメラにおけるメカリミットよりも小さくすることができるので、カメラ１の小型化、軽量化を図ることができる。

（２）ブレ補正制御部７１は、シフトレンズ１５１の駆動力が所定の閾値Ｔｈ１を超えた状態が所定時間継続する場合に、外部領域Ｃが存在すると判定するようにした。したがって、パンニング動作等により一時的に駆動力が大きくなったような場合に、外部領域Ｃが存在すると誤判定することを防止できる。

（３）ブレ補正制御部７１は、駆動力の変化量（駆動力の傾き）を算出し、変化量に基づいて、外部領域ＣをソフトリミットＢから削除するための補正量である削除量を決定する。そして、ブレ補正制御部７１は、削除量に基づいて、メカリミットＡの内側に新たなソフトリミットＢ_１を設定するようにした。したがって、煩雑な処理を伴うことなくメカリミットＡの内部にソフトリミットＢ_１を設定して、ブレ補正精度を維持することができる。

以上で説明した第１の実施の形態のカメラ１を、以下のように変形できる。
（１）ブレ補正部７１が、駆動力が閾値Ｔｈ１を超えているか否かを判定する際に、重力による影響を加味してもよい。すなわち、ソフトリミットＢがメカリミットＡの内部に収まっている状態であるにもかかわらず、シフトレンズ１５１を重力に抗して移動させるために駆動力が増加して、ソフトリミットＢとメカリミットＡとの位置関係が誤判定されることを防止する。この場合、カメラ１は姿勢センサや電子水準器等の姿勢検出部を備える。そして、ブレ補正制御部７１は、姿勢検出部からの出力に基づいて、シフトレンズ１５１の重力方向を判定する。

図６を用いて、ブレ補正制御部７１によりｙ軸方向が重力方向と判定された場合について説明する。図６（ａ）は、ソフトリミットＢがメカリミットＡの内部に存在する場合にシフトレンズ１５１がソフトリミットＢのｙ軸方向−側の端部（ｙ＝ｙｓ−）から＋側の端部（ｙ＝ｙｓ）まで位置する様子を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）の場合における駆動力を示す。この場合、図６（ｂ）に示すように、シフトレンズ１５１のｙ軸方向の位置に比例して駆動力が大きくなる。ただし、図３（ｂ）に示すｘ軸方向の駆動力とは異なり、シフトレンズ１５１が原点（ｘ＝０、ｙ＝０）に位置する場合であっても、シフトレンズ１５１には重力に抗するための駆動力が加えられる。すなわち、図６（ｂ）に示すように、シフトレンズ１５１の位置がｙ＝０の場合に駆動力が０とならない。

図６（ｃ）は、位置検出センサ１５４の温度特性の影響によって、ソフトリミットＢがメカリミットＡの内部において＋ｙ軸方向へ移動した場合を示している。このとき、シフトレンズ１５１がソフトリミットＢのｙ軸方向−側の端部（ｙ＝（ｙｓ−）＋ΔＶ）からｙ軸方向＋側の端部（ｙ＝ｙｓ＋ΔＶ）に移動すると、駆動力は図６（ｄ）のように表される。上述したように、シフトレンズ１５１には重力に抗するための駆動力も加わっているため、図６（ｄ）におけるｙ＝ｙｓ＋ΔＶにおいて駆動力が閾値Ｔｈ１を超えることになる。この状態が所定の制御周期の期間継続すると、上述したようにブレ補正制御部７１はソフトリミットＢの一部がメカリミットＡの外部に位置すると判定する。しかしながら、図６（ｃ）に示すように、ソフトリミットＢがメカリミットＡの内側に収まっているので、ブレ補正制御部７１は誤判定を行うことになる。

このような不具合を防ぐために、ブレ補正制御部７１は、重力方向と判定された方向（すなわちｙ軸方向）の駆動力の判定に用いる閾値については、重力による影響を補正した閾値Ｔｈ１＋ΔＴｈを設定する。その結果、図６（ｅ）に示すように、シフトレンズ１５１がｙ＝ｙｓ＋ΔＶに位置する場合であっても、駆動力は閾値Ｔｈ１＋ΔＴｈ未満となる。なお、閾値の補正量であるΔＴｈは実験等によって予め最適な値を算出し、メモリ（不図示）に記録されているものとする。

−第２の実施の形態−
図面を参照して、本発明による第２の実施の形態について説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、制御誤差に基づいてソフトリミット判定処理を行う点で、第１の実施の形態と異なる。なお、以下の説明においては、制御誤差は、シフトレンズの目標位置と位置検出センサにより検出されたシフトレンズの実際の位置との誤差を表す。

図７を用いて、ソフトリミットＢおよびシフトレンズ１５１の位置関係と、制御誤差ΔＬの積分値ΔΣＬとの関係を示す。図７（ａ）は、図３（ａ）と同様に、ソフトリミットＢがメカリミットＡの内部に存在する場合にシフトレンズ１５１がソフトリミットＢのｘ軸方向−側の端部（ｘ＝ｘｓ−）から＋側の端部（ｘ＝ｘｓ）まで位置する様子を示す。図７（ｂ）は図７（ａ）の場合における制御誤差ΔＬの積分値ΔΣＬを示す。ブレ補正制御部７１は、制御周期ごとにシフトレンズ１５１の目標位置と、位置検出センサ１５４により検出されたシフトレンズ１５１の実際の位置との差分を演算して、制御誤差ΔＬを算出する。そして、ブレ補正制御部７１は、制御周期ごとに算出した上記の制御誤差ΔＬを積分して、積分値ΔΣＬを算出する。このため、ソフトリミットＢがメカリミットＡの内部に存在する場合には、図７（ｂ）に示すように、積分値ΔΣＬは一定の範囲内に収まる。

図７（ｃ）は、図３（ｃ）と同様に、ソフトリミットＢの一部がメカリミットＡの外部に存在する場合を示している。すなわち、図７（ｃ）は、外部領域Ｃが存在する場合（ｘｓ＋ΔＶ＞ｘｍ）にシフトレンズ１５１がソフトリミットＢのｘ軸方向−側の端部（ｘ＝ｘｓ−）からｘ軸方向に移動する様子を表している。また、図７（ｄ）は、図７（ｃ）の場合における積分値ΔΣＬを示す。シフトレンズ１５１がｘ＝ｘｓ−からｘ＝ｘｍまで移動する場合には、図７（ｂ）の場合と同様に、積分値ΔΣＬは一定の範囲内に収まる。

シフトレンズ１５１が図７（ｄ）のｘ＝ｘｍの位置、すなわちメカリミットＡの端部にまで移動すると、シフトレンズ１５１は、これ以上ｘ軸方向＋側に移動することができなくなる。その結果、ブレ補正制御部７１がブレ検出センサ１５２からの出力に基づいて算出した目標位置がｘ＝ｘｓ＋ΔＶのときには（図７（ｃ）の破線で示すシフトレンズ１５１の位置）、ブレ補正制御部７１によって制御周期ごとに算出される積分値ΔΣＬの値が上昇する。

ブレ補正制御部７１は、上記のようにして増大した積分値ΔΣＬが所定の閾値Ｔｈ２を超えたか否かを判定する。積分値ΔΣＬが閾値Ｔｈ２を超えた場合には、ブレ補正制御部７１は、ソフトリミットＢの外部領域Ｃを削除して新たなソフトリミットＢ_１を設定する。すなわち、ブレ補正制御部７１は、ソフトリミットＢから上述した外部領域Ｃを削除して、メカリミットＡの内側に収まる大きさを有する新たなソフトリミットＢ_１を設定する。このとき、ブレ補正制御部７１は、積分値ΔＬが閾値Ｔｈ２を超えた時点での制御誤差ΔＬを、外部領域Ｃを削除するための削除量として設定する。すなわち、ブレ補正制御部７１は、シフトレンズ１５１の目標位置と現在位置との差分である制御誤差ΔＬを、外部領域Ｃのｘ軸方向の大きさとして判定し、ソフトリミットＢから制御誤差ΔＬに相当する大きさを削除してソフトリミットＢ_１を設定する。上記の処理によって、ブレ補正制御部７１によって、図７（ｃ）の破線で示すようにソフトリミットＢ_１が新たに設定される。さらに、ブレ補正制御部７１は、上述した積分値ΔΣＬをリセットする。なお、閾値Ｔｈ２は、予め実験等により最適な値が設定され、所定のメモリに格納されているものとする。

なお、上記の説明はブレ補正制御部７１によるｘ軸方向についての処理を中心に行ったが、ブレ補正制御部７１はｙ軸方向についても同様の処理を行う。その結果、ｘ軸方向およびｙ軸方向について、ブレ補正制御部７１はソフトリミットＢの大きさをメカリミットＡの内側に収めることができる。また、ブレ補正制御部７１は、新たなソフトリミットＢ_１を設定した際に積分値ΔΣＬをリセットするものに代えて、積分値ΔΣＬの値を所定量削減するようにしてもよい。

図８に示すフローチャートを用いて本実施の形態によるカメラ１のソフトリミット判定処理における動作を説明する。なお、図８におけるソフトリミット判定処理は、上述した図４におけるステップＳ１０５における処理を詳細に説明するものである。

ステップＳ３０１では、積分値ΔΣＬの値が閾値Ｔｈ２を超えたか否かを判定する。積分値ΔΣＬの値が閾値Ｔｈ２を超えた場合には、ステップＳ３０１が肯定判定されてステップＳ３０２へ進む。積分値ΔΣＬの値が閾値Ｔｈ２以下の場合には、ステップＳ３０１が否定判定されて処理を終了する。ステップＳ３０２においては、ソフトリミットＢを制御誤差ΔＬだけ削除して新たなソフトリミットＢ_１を設定してステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０３では、積分値ΔΣＬをリセットして処理を終了する。

以上で説明した第２の実施の形態のカメラ１によれば、第１の実施の形態のカメラ１により得られた作用効果（１）に加えて、以下の作用効果が得られる。
ブレ補正制御部７１は、ブレ量に基づいて決定されるシフトレンズ１５１の目標位置と、位置検出センサ１５４により検出されたシフトレンズ１５１の位置との差分に基づいて制御誤差ΔＬを算出し、制御誤差ΔＬを積算した積分値ΔΣＬが閾値Ｔｈ２を超えた場合に、外部領域Ｃが存在すると判定するようにした。そして、ブレ補正制御部７１は、積分値ΔΣＬが閾値Ｔｈ２を超えたときの制御誤差ΔＬの大きさに基づいて、外部領域ＣをソフトリミットＢから削除するための補正量、すなわち削除量を決定し、この削除量に基づいて、メカリミットＡの内側に新たなソフトリミットＢ_１を設定するようにした。したがって、煩雑な処理を伴うことなくメカリミットＡの内部にソフトリミットＢ_１を設定して、ブレ補正精度を維持することができる。

以上で説明した第１および第２の実施の形態のカメラ１を、以下のように変形できる。
（１）ブレ補正制御部７１は、外部領域ＣをソフトリミットＢから削除するための削除量を、駆動力の傾きや制御誤差ΔＬを用いて算出するものに代えて、制御周期ごとに外部領域Ｃから所定量ずつ削除してもよい。図９（ａ）は、図３（ｃ）と同様に、外部領域Ｃが存在する場合を示している。すなわち、図９（ａ）は、外部領域Ｃが存在する場合（ｘｓ＋ΔＶ＞ｘｍ）にシフトレンズ１５１がソフトリミットＢのｘ軸方向−側の端部（ｘ＝ｘｓ−）からｘ軸方向に移動する様子を表している。この場合、ブレ補正制御部７１は、ソフトリミットＢの外部領域Ｃから所定量ΔＣを削除して新たなソフトリミットＢ_１を設定する。すなわち、図９（ｂ）に示すように、ソフトリミットＢ_１のｘ軸方向＋側の端部がｘ＝ｘｓ＋ΔＶ−ΔＣとなる。

ブレ補正制御部７１は、新たに設定したソフトリミットＢ_１にて、制御周期ごとにソフトリミット判定処理を行う。ソフトリミットＢ_１においても実施の形態と同様の手法を用いて外部領域Ｃが存在すると判定された場合、ブレ補正制御部７１は、上述したようにソフトリミットＢ_１から所定量ΔＣを削除して新たなソフトリミットＢ_２を設定する。以上の処理を、図９（ｃ）に示すように、ソフトリミットＢ_Ｎ（Ｎは処理回数）がメカリミットＡの内側に収まるまで繰り返す。このとき、ソフトリミットＢ_Ｎのｘ軸方向＋側の端部はｘ＝ｘｓ＋ΔＶ−Ｎ×ΔＣ＜ｘｍとなる。

（２）ライブビューモードにおいてソフトリミット判定処理を行うものに代えて、動画撮影モードにおいてソフトリミット判定処理を行ってもよい。もしくは、ライブビューモードおよび動画撮影モードにおいてソフトリミット判定処理を行ってもよい。

（３）シフトレンズ１５１を駆動させるものに代えて、撮像素子６を駆動させて撮影レンズ２および撮像素子６における被写体光の光軸と直交する方向の相対位置を変更させて、像ブレを補正するものでもよい。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。説明に用いた実施の形態および変形例は、それぞれを適宜組合わせて構成しても構わない。

６撮像素子、７制御回路、
１５ブレ補正装置、７１ブレ補正制御部、
１５１シフトレンズ、１５２ブレ検出センサ、
１５３アクチュエータ、１５４位置検出センサ、
Ａメカリミット、Ｂソフトリミット

Claims

撮影光学系の光軸に交わる面内で変位するブレ補正光学系および撮像素子の少なくとも一方を含み、前記撮像素子の撮像面上における被写体の像のブレを補正する補正手段と、
ブレ量を検出するブレ検出手段と、
前記補正手段の最大移動範囲を制限する制限部材と、
前記補正手段の位置を検出し、検出信号を出力する位置検出手段と、
前記位置検出手段により出力された前記検出信号によって規定される所定範囲内で、前記補正手段を、ブレを補正するために駆動する駆動手段と、
前記所定範囲のうち、前記最大移動範囲の外部に位置する外部領域が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記外部領域が存在すると判定された場合には、前記所定範囲を補正して、新たな所定範囲を設定する範囲制御手段とを備え、
前記駆動手段は、前記範囲制御手段により前記新たな所定範囲が設定された場合には、前記新たな所定範囲内で前記補正手段を、ブレを補正するために駆動させることを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置において、
前記駆動手段は、前記所定範囲内で前記補正手段を駆動させるための駆動力を出力し、
前記判定手段は、前記駆動力が所定の閾値を超えた状態が所定時間継続する場合に、前記外部領域が存在すると判定することを特徴とする撮像装置。
請求項２に記載の撮像装置において、
前記範囲制御手段は、前記駆動手段によって出力された前記駆動力の変化量を算出し、前記変化量に基づいて、前記外部領域を前記所定範囲から削除するための補正量を決定し、前記補正量に基づいて、前記最大移動範囲の内側に前記新たな所定範囲を設定することを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置において、
前記ブレ量に基づいて決定される前記補正手段の目標位置と、前記位置検出手段により検出された前記補正手段の位置との差分に基づいて制御誤差を算出する算出手段を備え、
前記判定手段は、前記制御誤差を積算した積算値が所定の閾値を超えた場合に、前記外部領域が存在すると判定することを特徴とする撮像装置。
請求項４に記載の撮像装置において、
前記範囲制御手段は、前記積算値が前記所定の閾値を超えたときの前記制御誤差の大きさに基づいて、前記外部領域を前記所定範囲から削除するための補正量を決定し、前記補正量に基づいて、前記最大移動範囲の内側に前記新たな所定範囲を設定することを特徴とする撮像装置。